[发明专利]一种基于平板天线的移动卫星通信装置

说明书

技术领域

本发明涉及卫星通讯技术领域，特别是涉及一种基于平板天线的移动卫星通信装置。

背景技术

卫星通信具有传输距离远、覆盖范围大、不受地形地貌影响的优点，无论高山、丘陵、大河、荒漠、草原，只要在卫星波束覆盖范围内，都可进行话音、数据及图像通信，而且具有通信质量好、信道稳定、误码率低、组网方式灵活、通信费用与通信距离无关的优点；因而，卫星通信成为无线通信的主要手段，在现代信息传输中起着越来越重要的作用。移动卫星通信装置，因其具有灵活、机动、通信距离远、保密性强的优点，在军用和民用领域，都是一种发展潜力大、经济效益显著的卫星通信系统。

现有的车载移动卫星通信技术主要基于抛物面天线和伺服稳定平台构成。但是，抛物面天线由于尺寸较大，为满足公路运输限高4.3m的要求，需要对车体进行改造、代价较大；并且，由于其重量较大，很大程度上提高了对伺服系统的要求。另外，由于载体在运动过程中，运动方式受到外界环境的影响，会有较大扰动出现，为了能够实时隔离扰动，实现天线的快速稳定对星，保证良好的通信效果，这不仅要求装置具有快速实时处理的能力，还要有高效稳定的控制策略。目前市场上的产品因采用较为传统的数据处理方法和控制策略，使得在载体移动过程中出现长时间的遮挡和干扰信号导致丢星时，重新跟踪卫星的过程较长，甚至无法重新找到卫星，无法满足快速响应的实际需求。因此，载体移动过程中的快速寻星、对准和稳定跟踪是目前产品急需解决的一大技术难题。

为此有必要设计一款具有低剖面、易共形、稳定跟踪能力强的移动通信装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于平板天线的移动卫星通信装置，用以解决现有技术存在的上述问题。

为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种基于平板天线的移动卫星通信装置，安装在移动载体上，所述装置包括：

平板天线，用于接收卫星信号，并通过功分器将所述卫星信号分为通信信号和信标跟踪信号，其中，所述通信信号提供给用户设备使用，所述信标跟踪信号反馈给信号获取单元；

信号获取单元，用于接收所述信标跟踪信号，以及获取所述装置所处位置的经、纬度定位信息、所述装置要跟踪卫星的经度、纬度坐标信息和所述载体的姿态信息；

信号处理单元，用于根据所述信号获取单元获取的信息，计算所述平板天线对准所述卫星的指令角；

伺服控制单元，用于根据所述指令角，控制所述平板天线对准所述卫星。

进一步，所述信号获取单元包括：

信标接收机，用于接收所述信标跟踪信号；

卫星信号接收机，用于获取所述装置所处位置的经、纬度定位信息；

天线控制单元ACU，用于获取所述装置要跟踪卫星的经度、纬度坐标信息；

捷联惯导，用于获取所述载体的姿态信息。

进一步，所述伺服控制单元包括：

方位电机，用于调整所述平板天线的方位方向；

俯仰电机，用于调整所述平板天线的俯仰方向；

伺服驱动器，用于根据所述指令角，控制所述方位电机和俯仰电机的旋转。

进一步，所述装置还包括：

极化调整器，用于在所述信号处理单元的控制下，调整所述平板天线的极化角，使其与所述卫星信号的极化角度匹配。

进一步，所述信号处理单元包括：

主控CPU，计算所述平板天线对准所述卫星的初指令角，以及负责跟踪环路和极值跟踪环路的切换控制和对方位电机的控制；

从控CPU，接收来自所述主控CPU的指令，负责对俯仰电机的控制；

信息结算CPU，用于实时采集捷联惯导和卫星信号接收机的信息，完成所述装置的初始化，以及利用捷联惯导获取的载体的姿态信息构成系统的前馈控制环路。

进一步，所述载体的姿态信息包括所述载体的航向、纵摇和横滚姿态信息。

进一步，所述卫星信号经低噪声下变频器LNB低噪声放大之后，由功分器分为通信信号和信标跟踪信号两路。

进一步，所述卫星信号接收机通过接收全球定位系统GPS卫星信号或北斗卫星信号来获取所述装置所处位置的经、纬度定位信息。

本发明有益效果如下：

本发明采用平板天线接收卫星信号，具有低轮廓、轻质量的优点，在实际应用中不需要对载体做大量修改，有利于与载体实现共形设计；本装置在高速运行状态下采用信标跟踪和惯导稳定跟踪相结合的天线控制策略，具有跟踪稳定度高、扫描速度快、对星精度高、成本低的特点。

附图说明